第一次，夫琅和費在狹縫跟前擺了一盞油燈，他通過三棱鏡看到的是有兩條大小和狹縫相等的極其明亮的黃線，並排出現在那條彩色的光譜帶上，這就是鈉的光譜線。
第二次，夫琅和費把油燈換成了日光，他發現黃線不見了，變成了兩條寬窄相同的黑線。
這引起了他極大的好奇，當他在太陽光的譜帶上仔細尋找時，發現在太陽的光譜上有許多條橫斷在上麵的黑線，他數了數一共有500多條，截斷了太陽光譜，使彩虹變成了斷斷續續的。這就是著名的夫琅和費線。但是，許多年來，誰也弄不清這些夫琅和費線是哪兒來的。
霍爾基夫認為鈉的光譜和太陽光譜中的雙黑線總是占著同一位置，這絕不是偶然的。於是他進行了一個實驗：他在把本森燈放在狹縫上的同時，讓日光也照了進去，他要看一看這兩種光譜重疊的現象。當太陽光的強度調得較弱時（用毛玻璃擋住口），夫琅和費線的雙黑線就變成了兩條明亮的納譜線，當太陽光稍強時，黃色的納譜線消失了，再現了那兩條黑色的夫琅和費線。然後，他用石灰燈光代替陽光繼續觀察，他發現隻要把一個含鈉的燈焰放在石灰燈前，就會出現那兩條黑色的夫琅和費線了。
兩個好朋友終於明白了，因為含鈉的燈焰吸收了石灰燈發出的鈉光譜，所以才出現了夫琅和費線，那麼在太陽上，也一定是納蒸氣吸收了陽光中的鈉譜線才出現的夫琅和費線。這充分說明了太陽裏含有鈉，那麼，那500多條夫琅和費線也一定和其它相應的元素譜線相對應了。
一個新的、意義深遠的工作開始了。
本森和基爾霍夫首先在鐵的譜線上找到了60條各種顏色的線與太陽光的譜線完全相合。
緊接著，用同樣的方法——通過元素的譜線與夫琅和費線對比的方法，這兩位科學家查明了太陽上的30多種元素與地球上的元素基本上是一致的。
這個驚人的消息立刻傳遍了整個科學界，震動了全球。到了這個時候，在科學麵前，連太陽也失去了神秘性。緊接著，所有的天體的神秘性也逐漸消失了。亞裏士多德月上界，月下界的劃分，在科學麵前，在更深的認識層次上被徹底地推翻了。
由於本森和基爾霍夫的巨大成功，許多科學家也紛紛把各種物質送進火焰中去燒，並且使用這種新的方法去尋找新的元素了。
1861年，英國科學家克魯克斯發現了鉈；
1863年，德國科學家利赫傑爾發現了銦：
1868年，法國讓遜和英國洛克發現了氦；
1875年，法國科學家列科克·布阿博德朗發現了镓；1879年，瑞典化學家拉爾斯·弗勒德裏·尼裏遜發現了鈧；1885年，德國化學家溫克勒發現了鍺。
這最後麵的三種元素的發現，非常有意思，因為他們都是由一個偉大的預言家，在發現之前早已預言過的。而且這個預言者甚至指出了這些新元素的發現者測定的比重和原子量上的錯誤，在整個科學界引起了極大的震動。
這個預言家就是俄國偉大的化學家門捷列夫。
由於元素周期律是在原子論的基礎上產生的，所以在講門捷列夫的驚人發現的故事之前，還得先講一下古希臘原子論的新生。